BAB III TUGAS KHUSUS
3.1 Judul
“ EFISIENSI FURNACE EFISIENSI FURNACE ACTUAL (F-85-002) CDU V KILANG CD&GP DI PT. PERTAMINA (PERSERO) RU III PLAJU-SUNGAI GERONG ”
3.2 Latar Belakang
Furnace atau alat pemanas berapi merupakan bagian dari peralatan pengolahan minyak, dimana panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar akan dipindahkan ke fluida fluida yang mengalir melalui tube-tube tube-tube dapur tersebut. Sumber panas furnace furnace berasal dari pembakaran antara Fuel Oil , Fuel Gas Gas atau (kombinasi Fuel (kombinasi Fuel Oil dan Fuel dan Fuel Gas) dengan Gas) dengan udara yang kemudian digunakan untuk memanaskan Crude Oil yang yang mengalir dalam tube. tube. Furnace terdiri Furnace terdiri dari bangunan metal dimana dimana didalamnya dilapisi dengan batu tahan api yang akan melindungi metal dan support dapur dari radiasi panas dan akan memancarkan panas radiasi ke tube dapur yang dikenal dengan “ Fire Box” Box” atau “Combustion “Combustion Chamber .” .” Furnace Furnace pada dasarnya terdiri dari sebuah kamar pembakaran yang menghasilkan sumber kalor dan kumparan pipa dimana mengalir fluida yang menyerap kalor. Dalam konstruksi dapur berapi ini biasanya kumparan pembuluh dipasang menelusuri dan merapat kebagian lorong yang menyalurkan gas hasil bakar ( fuel fuel gas) gas) dari ruang bakar ke cerobong asap. Perpindahan kalor di kamar pembakaran terutama terjadi karena radiasi, disebut seksi radiasi (radiant (radiant Section). Section). Sedangkan di saluran gas hasil bakar, terutama oleh konveksi dan disebut seksi konveksi ( Convection Section). Section). Untuk mencegah supaya gas buangan tidak terlalu cepat meninggalkan ruang konveksi maka pada cerobong sering kali dipasang penyekat ( Damper ( Damper ). ). Perpindahan panas kalor melalui pembuluh dikenal sebagai konduksi.
64
65
Efisiensi furnace sangat mempengaruhi kinerja alat,oleh sebab itu efisiensi dari furnace harus di ketahui setiap hari.Seperti yang terlihat pada alat furnace (F85-001) di CDU V kilang CD&GP di PT. Pertamina (Persero) RU III Plaju temperatur intlet yaitu ±156°C dan outlet ±240°C(Data actual dilapangan) dari feed sudah sangat jauh dari design yaitu temperatur intlet 255°C dan outlet 270°C (Data design normal operating window),sehingga di dapat entalpi yang cukup besar dan nilai panas yang diserap cukup banyak
dan meningkatkan beban
furnace dan efisiensi alat serta konsumsi bahan bakar.
3.3 Tujuan
Adapun tujuan dari tugas khusus ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk menentukan efisiensi furnace (F-85-002) aktual CDU V kilang CD&GP di PT Pertamina (Persero) RU III Plaju-Sungai Gerong. 2. Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi efisiensi furnace. 3. Untuk
menghitung penggunaan bahan bakar secara aktual dengan
menggunakan efisiensi furnace (F-85-002) yang didapat dari data analisa orsat CDU V kilang CD&GP di PT Pertamina (Persero) RU III Pla ju-Sungai Gerong.
3.4 Manfaat
Adapun Manfaat dari tugas khusus ini adalah sebagai berikut : 1. Dapat mengetahui
seberapa besar efisiensi furnace (F-85-002) aktual
CDU V kilang CD&GP 2. Dapat menganalisa faktor apa saja yang mempengaruhi efisiensi furnace. 3. Dapat mengetahui seberapa banyak penggunaan bahan bakar secara aktual dengan menggunakan efisiensi furnace (F-85-002) yang di dapat dari data analisa orsat CDU V kilang CD&GP di PT Pertamina (Persero) RU III Plaju-Sungai Gerong.
66
3.5 Perumusan Masalah
Adapun permasalahan yang akan dibahas adalah: 1. Bagaimana menentukan efisiensi furnace (F-85-002) 2. Faktor apa saja yang mempengaruhi efisiensi furnace. 3. Bagaimana menghitung penggunaan bahan bakar secara aktual dengan menggunakan efisiensi furnace (F-85-002) yang didapat dari data analisa orsat CDU V kilang CD&GP di PT Pertamina (Persero) RU III Pla ju-Sungai Gerong.
3.6 Tinjauan pustaka 3.6.1 Macam - Macam Tipe Furnace
Furnace memiliki beberapa jenis atau tipe. Perbedaan furnace berdasarkan bentuk fisik, konstruksi serta efektifnya memanasi minyak, setiap furnace mempunyai kemampuan dan efisiensi yang berbeda-beda. Beberapa tipe furnace yang digunakan dalam industri minyak bumi: 1. Box Furnace
Furnace tipe box mempunyai bagian radiasi dan konveksi yang dipisahkan oleh dinding batu tahan api yang disebut bridge wall. Burner dipasang pada ujung dapur dan api diarahkan tegak lurus dengan pipa atau dinding samping dapur (api sejajar dengan pipa). Dapur
jenis ini jarang digunakan karena perhitungan
ekonomi/harganya mahal. -
Aplikasi dapur tipe box :
a) Beban kalor berkisar antara 60-80 MM Btu/Jam atau lebih b) Dipakai untuk melayani unit proses dengan kapasitas besar. c) Umumnya bahan bakar yang dipakai adalah fuel oil d) Dipakai pada instalasi-instalasi tua, adakalanya pada instalasi baru yang mempunyai persediaan bahan bakar dengan kadar abu (ash) tinggi. -
Keuntungan memakai dapur tipe box :
a) Dapat dikembangkan sehingga bersel 3 atau 4 b) Distribusi fluks kalor merata disekeliling pipa
67
c) Ekonomis untuk digunakan pada beban kalor diatas 60-80 MM. Btu/jam -
Kerugian memakai dapur tipe box :
a) Apabila salah satu aliran fluida dihentikan, maka seluruh operasi dapur harus dihentikan juga, untuk mencegah pecahnya pipa (kurang fleksibel) b) Tidak dapat digunakan memanasi fluida yang harus dipanasi pada suhu tinggi dan aliran fluida yang singkat. c) Harga relative mahal d) Membutuhkan area relative luas. e) Pelaksanaan pemeliharaan lebih sulit, karena pipa pembuluh tersusun mendatar. 2. Vertical Cylindrical Furnace
Merupakan furnace berbentuk silinder tegak lurus yang mempunyai burner pada lantai dengan nyala api tegak lurus ke atas sejajar dengan dinding furnace, sedangkan tube-tube didalam seksi radiasi dipasang tegak lurus. -
Contoh jenis pemanas berapi tipe vertical :
a) Pemanas vertical silindris tanpa seksi konveksi b) Pemanas vertical silindris berkumparan helix c) Pemanas vertical silindris dengan ruang konveksi aliran silang d) Pemanas silindris tanpa seksi konveksi terpadu e) Pemanas tipe punjang (“orbor “ atau “wicket ”) f) Pemanas vertical api ganda. -
Keuntungan memakai dapur tipe silindris :
a) Konstruksi sederhana, sehingga harganya relatif murah b) Area yang diperlukan relative kecil c) Luas permukaan pipa dapat tersusun lebih besar sehingga thermal efisiensinya lebih tinggi. d) Ekonomis untuk bahan bakar sekitar 60-80 MM Btu/jam -
Kerugian memakai dapur tipe silindris :
a) Kapasitas feed relative kecil b) Plot area minimal dan perlu pengoperasian yang lebih hati-hati c) Pada kasus dimana kapasitas dapur kecil, kurang efisien.
68
3. Cabin furnace
Dapur tipe kabin mempunyai bagian radiasi pada sisi samping dan bagian kerucut furnace. Bagian konveksi terletak di bagian atas furnace sedangkan bagian terbawah disebut shield section. Burner dipasang pada lantai dapur dan menghadap ke atas sehingga arah pancaran api maupun flue gas tegak lurus dengan susunan pipa, adakalanya burner dipasang horizontal. Dapur tipe ini ekonomis karena efisiensi termalnya tinggi. -
Keuntungan memakai dapur tipe kabin :
a) Bentuk konstruksi kompak dan mempunyai thermal effisiensi tinggi b) Beban panas sekitar 20-300 MM Btu/jam c) Pada dapur tipe kabin bersel, memungkinkan pengendalian operasi secara terpisah (fleksibel). 4. High Temperatur Chemical furnace
Furnace tipe ini umumnya digunakan sebagai reactor , dimana fluida yang mengalir melalui pipa radiasi akan memperoleh panas radiasi secara merata. Burner dipasang dilantai dengan arah pancaran api vertical dan dipasang di dinding dengan arah pancaran api mendatar. Dengan cara pemasangan Burner tersebut maka tube akan memperoleh panas radiasi yang sama dari kedua sisinya sehingga mengurangi kemungkinan terbentuknya coke serta penurunan suhu metal di tube.
3.6.2 Proses Perpindahan Panas
Mekanisme proses perpindahan panas dari sumber panas ke penerima dibedakan atas tiga cara, yaitu : 1. Perpindahan Panas secara Konduksi
Perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas dimana melekul-molekul dari zat perantara tidak ikut berpindah tempat tetapi molekulmolekul tersebut hanya menghantarkan panas atau proses perpindahan panas dari suhu yang tinggi ke bagian lain yang suhunya lebih rendah. 2. Perpindahan Panas secara Konveksi
69
Perpindahan panas secara konveksi diakibatkan molekul-molekul zat perantara ikut bergerak mengalir dalam perambatan panas atau proses perpindahan panas dari satu titik ke titik lain dalam fluida antara campuran fluida dengan bagian yang lain. Perpindahan panas ini dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu: a) Konveksi alam (Natur al Convection )
Perpindahan panas yang terjadi bila aliran panas yang berpindah diakibatkan perbedaan
berat jenis. Pada konveksi alam aliran fluida disebabkan
oleh
perbedaan suhu antara bagian satu dengan bagian lainnya sehingga terjadi perbedaan densitas. Densitas bagian fluida dingin lebih besar dari bagian fluida panas. Aliran terjadi akibat adanya perbedaan densitas. b) Konveksi paksa (F orced Convection )
Perpindahan panas yang terjadi bila aliran fluida disebabkan oleh adanya gerakan dari luar, seperti pemompaan, pengadukan, dll. 3. Perpindahan Panas secara Radiasi
Perpindahan panas secara radiasi adalah perpindahan panas yang terjadi karena perpindahan energi melalui gelombang elektromagnetik secara pancaran atau proses perpindahan panas dari sumber panas ke penerima
panas yang
dilakukan dengan pancaran gelombang panas. Antara sumber panas dengan penerima panas tidak terjadi kontak. Bagian dapur yang terkena radiasi adalah ruang pembakaran. Ada beberapa variabel penting yang sangat berpengaruh terhadap kerja dari furnace, yaitu : a) Lajur alir fluida di dalam tube b) Inlet dan outlet temperature c) Laju alir fuel d) Heat duty design furnace
3.6.3 Komponen Utama Furnace
Komponen-komponen utama furnace dapat diuraikan sebagai berikut 1. Instrumentasi
70
Umumnya instrumentasi yang terpasang pada suatu pemanas berapi adalah thermometer, manometer dan on line analyzer . a. Termometer : instrument pengukuran temperatur ini dibagi menjadi beberapa tipe tergantung kebutuhannya. 1. TI (Temperatur Indicator ) 2. TR (Temperatur Recorder ) 3. TC (Temperatur Controller ) 4. TA (Temperatur Alarm) 5. TS (Temperatur Shutdown) b. Manometer : banyak digunakan untuk mengukur tekanan udara di ruang pembakaran, tekanan gas buang di cerobong, tekanan bahan bakar gas/cair, tekanan fluida masuk dan keluar ruang pembakaran. c. O2 analyzer : fungsi alat ini melakukan analisa kandungan oksigen, karbon dioksida pada gas buang. 2. Dinding dapur
Umumnya dinding dapur dibuat berlapir-lapis. Lapisan terluar terbuat dari baja yang berfungsi menahan struktur dapur. Lapisan sebelah dalam terbuat dari refaktori yang berfungsi untuk isolasi panas, agar kehilangan panas sekecil mungkin. Lapisan bagian dalam dapat dipasang satu lapis atau dua lapis. Jika dinding dalam dipasang dua lapis maka pada lapisan yang berlangsung terkena api, dipasang refaktori batu tahan api ( fire brick ) sedang pada lapisan bagian dalam yang tidak langsung terkena api dipasang batu isolasi ( insulation brick ). Pada dapur baru biasanya dipasang satu lapis saja yang berfungsi sebagai fire brick dan insulation brick. 3. Tube Coil
Komponen ini terbuat dari sejumlah pipa lurus yang dihubungkan secara seri satu sama lain dari furnace. Tube berfungsi sebagai media penghantar panas kepada crude oil , tube coil terbuat dari low molybdenum steel , yaitu suatu bahan yang tahan terhadap temperatur tinggi dan daya hantar panas (thermal conductivity) yang tinggi serta tahan terhadap korosi pada temperatur tinggi.
71
4. Combustion Ai r Pheheater
Furnace modern biasanya dilengkapi dengan Combustion Air Peheater yang berfungsi memanfaatkan sisa panas dari flue gas setelah melewati tube coil dalam Convection Section, kemudian dimanfaatkan untuk memanaskan udara yang dialirkan ke ruang pembakaran. Panas yang hilang dari flue gas yang semestinya dibuang ke udara melalui stack (cerobong dapur) dapat dipindahkan ke udara pembakar, sehingga efisiensi dapur menjadi lebih baik, dari 75% menjadi 81%. -
APH dilengkapi dengan:
1) Induced Draft Fan (IDF), dipasang diantara ducting dengan stacik yang berfungsi untuk menghisap flue gas dari dalam furnace. 2) Force Draft Fan ( FDF ), dipergunakan untuk mensupply udara pembakaran ke burner , system dipasang agar terjadi pencampuran bahan bakar dengan udara yang lebih baik. 3) Rotor APH, merupakan silinder yang bersekat dan berputar didalam suatu casing . Udara yang akan dipanaskan mengalir pada bagian sisi yang satu sedangkan flue gas mengalir pada bagian yang lainnya. Gambar APH
Sumber : Control Room CDU V kilang CD&GP Pertamina RU III Plaju, 2013 Gambar 8. Bagan APH furnace II CDU V kilang CD&GP
72
5. Cerobong Asap ( Stack ) dan Katup (Damper )
Cerobong asap ( stack ) dapur berapi biasanya terbuat dari carbon steel berfungsi mengalirkan gas hasil pembakaran ( flue gas) dari convection section ke atmosfir. Tinggi cerobong ditentukan berdasarkan draft di ruang pembakaran dan peraturan tentang polusi udara. Bahan konstruksi cerobong biasanya baja karbon. Katup cerobong (damper ) berfungsi untuk mengatur draft di dalam ruang pembakaran. Bahan konstruksinya dapat beraneka ragam tergantung dari temperaturnya. Pada saat operasi bukaan katup cerobong dikondisikan sedemikian rupa sehingga dicapai keadaan optimal antara kesempurnaan pembakaran dan efisiensi. 6. Gun Bu rner (Alat Pembakar)
Pada dapur-dapur berapi di industri, bahan bakar yang dipakai pada umumnya berupa gas ( fuel gas) maupun cair ( fuel oil ), maka fungsi dari burner tergantung dari jenis fuel yang dipakai. Burner berfungsi untuk merubah bahan bakar berupa senyawa hydrocarbon menjadi fase gas dan akan bercampur dengan udara pembakaran sehingga terjadi pembakaran yang sempurna. Fasilitas yang ada burner biasanya terdiri dari: a) Steam atomisasi b) Udara primary dan secondary c) Tip gun burner d) Nozzle pilot 7. Lubang intip (Peep H ole )
Lubang kecil yang dibuat pada dinding ruang pembakaran untuk mengamati keadaan diruang pembakaran, seperti nyala api, warna pipa pemanas dan warna batu tahan api. Lubang pengintip dilengkapi dengan penutup dari baja dan harus selalu tertutup setelah digunakan. Jumlah lubang pengintip ini tergantung dari ukuran dan tipe dapurnya, yang penting semua titik diruang pembakaran harus dapat diamati dari lubang-lubang pengintip ini.
73
3.6.4 Nilai Kalori
Nilai kalori (heating value) dari bahan bakar cair dan gas dapat dikatakan sebagai jumlah panas yang dihasilkan dari setiap kilogram (kg) atau m 3 bahan bakar yang dinyatakan dalam satuan kkal/kg atau kkal/m 3 bahan bakar. Nilai kalori biasanya disebut gross/higher heating value dan net /lower heating value. a. Gross /H igher H eating Value (HVH)
Semua bahan bakar mengandung unsur H 2 yang akan bereaksi dengan O 2 menjadi air. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar ini sebagian digunakan untuk menguapkan air yang ada menjadi uap air. Jadi HVH adalah jumlah panas total yang diperoleh dari hasil pembakaran bahan bakar dan panas penguapan air yang terbentuk dari hasil pembakaran. b. Net /L ower H eating Value (LHV)
Jika panas yang diserap oleh uap air hasil pembakaran tidak dilepas karena tidak terjadi kondensasi, maka jumlah total panas bersih yang diperoleh dari per kilogram (kg) bahan bakar yang trebakar dinyatakan sebagai Lower Heating Value (LHV). Jadi LHV = HHV – panas penguapan air yang terbentuk dari hasil pembakaran. 3.6.5 Efisiensi Furnace
Pada operasional energi yang dimasukkan ke dalam furnace berupa fuel yang dibakar diruang bakar (combustion chamber ), pengelolaan panas yang baik dapat meningkatkan efisiensi pembakaran fuel ke fluida proses. Perhitungan untuk menentukan efisiensi furnace dapat dilakukan dengan menggunakan : Efisiensi (η) =
x 100%............................................... (Hougen)
Keterangan : Qabsorb : nilai panas yang diserap dari bahan yang dipanaskan (kcal) Qbahan bakar : nilai panas bahan bakar yang digunakan (kcal)
74
3.7 Data Pengamatan
Pengamatan dilakukan dari tanggal 29 juli
sampai dengan 2 agustus 2013,di
dapat kan data sebagai berikut: Tabel 25. Data Kondisi Operasi Furnace F1C1
Data CO 29-07-2013 30-07-2013 31-07-2013 1-08-2013 2-08-2013 Rata-rata
Flow Rate Crude OiI F2C1 F2C2 1151 1361 1164 1349 1194 1355 1089 1413 1161 1383 1151,8 1372,2
SG CO F2C1 F2C2 0.8534 0,8889 0.8620 0,8888 0.8630 0,8890 0.8580 0,8878 0.8690 0,8892 0,8610 0,8887
Tabel 26. Data-data Temperature Inlet Crude Oil ke Furnace
Data Temp. Tanggal 29-07-2013 30-07-2013 31-07-2013 1-08-2013 2-08-2013 Rata-rata
Temp. Inlet Crude Oil ke Furnace ( oC) F2C1
F2C2
283,2 289,5 289,7 280 285,2 285,2
316,1 316,1 317,5 309,5 314,2 312,62
Tabel 27. Data-data Temperature Outlet Crude Oil ke Furnace
Data Temp. Tanggal 29-07-2013 30-07-2013 31-07-2013 1-08-2013 2-08-2013 Rata-rata
Temp. Outlet Crude Oil ke Furnace ( oC) F2C1
F2C2
319 319 323 317,5 328,5 321,4
358 358 356 360 360 358,4
75
Tabel 28.Data-data Fuel Oil , Fuel Gas, O 2 Analyzer, Temp Stack,danAPH
Data Tanggal
RD Fuel Gas
SG Fuel Oil
22-07-2013 23-07-2013 24-07-2013 25-07-2013 26-07-2013 Rata-rata
0,7056 0,7025 0,7040 0,7032 0,7039 0,0345
0.9328 0.9308 0.9240 0.9310 0.9302 0,9297
APH 0 C 200 200 200 195 195 198
O2 Analyzer % 8,7 8,3 8,81 8,64 8,59 8,61
Temp Stack 205 205 205 205 205 205
Tabel 29.Data-data Fuel Oil dan dan Steam
Data Tanggal 22-07-2013 23-07-2013 24-07-2013 25-07-2013 26-07-2013
Steam Supplay (Ton/day) 285 284 285 283 285
Tekanan Steam 10 10,3 9,9 9,8 10,4
Temperatur Steam 232,7 234,2 236,5 230,2 231,5
Tekanan fuel oil 9 9,1 9,4 8,9 8,6
Rata-rata
284,4
10
233,02
9
76
3.8 Perhitungan
-
Diagram Alir Perpindahan Panas Secara Radiasi pada Coil F 1C1
CDU V Basis 1 jam Operasi
Loss Stack FURNACE F-85-001
Crude Oil Masuk
Crude Oil Keluar
o
o
Tin = 285,2 C
Tout = 321,4 C
0
Steam 233,02 C Bahan Bakar
+
Fuel Gas = 2 T/D Fuel oil = 4 T/D Ditanya :
Q Crude Oil inlet F2C1
=
?
Q Crude Oil inlet F2C2
=
?
Q Crude Oil Outlet F2C1
=
?
Q Crude Oil Outlet F2C1
=
?
Q Fuel Oil
=
?
Q Fuel Gas
=
?
QSteam
=
?
Q udara
=
?
Total Q Masuk
=
?
Total Q Keluar
=
?
Loss ke Stack
=
?
Efisiensi ()
=
?
Udara
77
Penyelesaian Perhitungan Dapat dilihat di Lampiran Perhitungan Hal. 83 Total Q Masuk
= (Q
Fuel Gas
+Q
Fuel oil +
Q Steam + Q
udara
+ (Q
Crude Oil inlet F2C1
+Q
Crude Oil inlet
F2C2)
= ((3390780,557 +1674196,071 + 9683,056 + 358,431) + (9219936,459 + 12164646,68 ))
= 26459601,26 kcal/jam
Total Q Keluar
= (Q Oil Outlet F2C1 + Q Oil Outlet F2C2 ) = (10.775.832,11+14.980.151,44)
= 25.755.983,55 kcal/jam
Tabel Neraca Panas
Komponen
Q Masuk (Kcal)
Komponen Keluar
Q Keluar (Kcal)
Crude Oil F2C1
9.219.936,459
Crude Oil F2C1
10.775.832,11
Crude Oil F2C2
12.164.646,68
Crude Oil F2C2
14.980.151,44
Fuel Gas
3.390.780,557
Loss Stack
Fuel Oil
1.674.196,071
Masuk
Q Udara Suplai 358,431 APH Q Steam
9.683,056
Total
26459601,26
25.755.983,55
78
Menghitung Efisiensi
Jumlah panas yang diserap oleh minyak yang dipanaskan di dalam furnace
Q Absorb
= QOil Outlet - QOil Inlet =(10.775.832,11+14.980.151,44) – (9.219.936,459+ 12.164.646,68) kcal/jam = (25.755.983,55 -21384583,14) kcal/jam = 4.371.400,404 kcal/jam
Efisiensi ( ) =
=
Heat absorb total x100 % Heat release
4.371 .400 ,404 5.075 .018 ,115
= 86,13 %
x 100 %
79
3.9 Analisa dan Pembahasan Untuk melakukan perhitungan efisiensi terhadap furnace (F-85-002) CDU V
dilakukan pengambilan data-data dari tanggal 29 Juli s/d 2 Agustus 2013 dimana data-data tersebut meliputi data feed kondisi operasi furnace, analisis bahan bakar minyak dan gas baik dari kondisi aktual maupun data desain furnace CDU V. Dalam menghitung efisiensi furnace digunakan metode heat released and heat absorbed . Dari hasil perhitungan didapat efisiensi sebagai berikut: Tabel 31. Hasil perhitungan Deskripsi Heat Absorb Heat Release
Furnace F-83-002 4.371.400,404 5.075.018,115
26459601,26
Heat Loss Efisiensi Aktual ( ) Efisiensi Desain ( ) Jumlah Burner Fuel Oil Jumlah Burner Fuel Gas
86,13 % 85 % 2 2
Sebelum kita menghitung efisiensi pada dasarnya kita harus mengetahui teori dalam proses pembakaran, dimana proses pembakaran adalah pencampuran antara bahan bakar (C & H) dengan udara (oksigen) sehingga terbentuk api yang menghasilkan panas dan gas hasil pembakaran ( fuel gas). Untuk melakukan pembakaran bahan bakar dibutuhkan oksigen. Oksigen yang digunakan disuplay dari udara. Komposisi udara akan menentukan kualitas Oksigen yang digunakan. Selain Oksigen dan nitrogen, pada kenyataannya ada partikel-partikel lain sebagai inert yang akan ikut keluar stack dengan membaca panas (rugi panas). Kelembaban udara juga akan mempengaruhi besarnya panas yang hilang karena terbawa oleh uap air. Efisiensi furnace dapat dijelaskan sebagai fraksi panas yang dapat ditransfer dari hasil pembakaran fuel ke fluida proses. Bedasarkan perhitungan secara manual yang telah dilakukan terjadi peningkatan efisiensi tinggi yaitu 86,13 %dari efisiensi desainnya yaitu 85% Kerja suatu furnace dapat dilihat dari banyaknya panas yang diserap fluida dibandingkan dengan panas yang dilepaskan bahan bakar.
80
Dari analisa orsat laju alir bahan bakar fuel oil CDU V sebanyak 6 T/D dan fuel gas 9 T/D dengan mengasumsi laju alir bahan bakar setiap burner sama maka pada furnace 2 yang menggunakan 2 burner fuel gas dan 2 burner fuel oil maka laju alir bahan bakar fuel gas 2 T/D dan 4 T/D untuk memanaskan feed sekitar 1100-1500 T/D dengan rang suhu yang cukup jauh yaitu pada F1C1 T intlet = 280°C dan Toutlet = 328°C dan pada F2C2 T inlet= 317,5°C dan T outlet= 360°C sedangkan secara design suhu inlet furnace adalah 310°C dan outlet sekitar 365°C sehingga di dapat entalpi yang cukup besar dan nilai panas yang diserap cukup banyak dan meningkatkan beban furnace dan konsumsi bahan bakar.Hal ini juga di buktikan dengan hasil efisiensi yang didapat dari analisa orsat yaitu 85,9% melebihi disain dengan menggunakan metode grafik. Untuk % O 2 ≤ 15 dan Temperatur Stack ≤ 3890C maka excess air dari Grafik Flue Gas Oxygen Content Against Excess Air Level For Fuel Oil and Refinery Gas on a DRY basis, kemudian excess air di plotkan ke grafik Based on Natural gas As Fuel Combustion Effeciency for Oil, Coal,and wood is slightly Higher , sehingga akan diperoleh efisiensi furnace. Dari
perbandingan
tersebut
dapat
diketahui
beberapa
faktor
yang
menyebabkan kesalahan perhitungan manual adalah temperatur intlet furnace yang sangat rendah dari disain yang menyebabkan beban furnace meningkat. Beberapa hal yang dapat mempengaruhi efisiensi furnace seperti design yang tidak tepat, penggunaan burner yang tidak tepat, penggunaan bahan bakar dan udara berlebih yang tidak optimum, tidak adanya waste heat recovery, kesalahan pembacaan oleh instrument , kesalahan maintenance dan kinerja alat sebelunya yaitu HE yang berfungsi melakukan pertukaran panas sebelum feed masuk ke furnace yang bekerja kurang maksimum sehingga suhu intlet dari feed masuk ke furnace sangat kecil. Selanjunya menghitung penggunaan bahan bakar secara aktual dengan menggunakan efisiensi furnace (F-85-002) yang didapat dari data analisa orsat pada tanggal 29 juli 2013 CDU V kilang CD&GP di PT Pertamina (Persero) RU III Plaju-Sungai Gerong,efisiensi yang di dapat dari analisa orsat digunakan untuk menghitung laju alir bahan bakar fuel oil dan fuel gas secara aktual dengan cara mencari panas yang dilepas dari bahan bakar dengan menggunakan hubungan
81
antara efisiensi yang di ketahui dengan panas yang diserap oleh feed sehingga, kemudian membaginya dengan masing masing LHV dari masing-masing bahan bakar yaitu LHV fuel oil dan LHV fuel gas. Faktor penting lainnya yang mempengaruhi efisiensi furnace adalah heat loss. Heat loss terbesar berasal dari flue gas yang tersisa dari proses APH yang dikeluarkan melalui stack. Hal ini terlihat dari temperatur stack rata-rata sebesar 198 oC. seharusnya >200 oC dari design.
